Oppdagelse og forebygging av hjernerystelsesskader med smart teknologi.

Hypotesen er at MEMS-sensorer forsterket med kunstig intelligens og maskinlæring kan inkorporere individualiserte menneskelige faktorer i betraktning og bidra til å definere hjernerystende terskel for diagnose som er personlig tilpasset som i presisjonsmedisin. I laboratorietester kan prototypen av smartsensoren forskerne bygde maskinlære de biomekaniske egenskapene til brukerens hode og nakke uten å være programmert med den informasjonen. Den måler deretter størrelsen på virkningen mot en personlig terskel for brukeren, i sanntid. Disse egenskapene lar den smarte sensoren nøyaktig bestemme potensialet for hjernerystelsesskader for en gitt person.

Det første målet er (a) å optimalisere og ferdigstille sensoren til en bærbar, felttestklar prototype og (b) å gjennomføre en felttest hos fotballspillere for å undersøke nøyaktigheten til sensorene ved å sette personlige konkussive terskler .

Hypotesen er at den dynamiske økningen i nakkestivhet skal redusere risikoen for hjernerystelse betydelig. Den smarte sensoren er fullt integrert i treningen for å overvåke økningen i nakkestivhet og validere effektiviteten til den ervervede CR for å redusere risikoen for hjernerystelse.

Det andre målet er derfor (a) å optimalisere og fullføre treningsprotokollen vår og (b) å gjennomføre en felttest på fotballspillere.

De langsiktige målene er å utvikle metoder og teknologi for rask og pålitelig risikovurdering av hjernerystelse i felt samt for forebygging og lindring av hjernerystelsesskader.

PROSEDYRER

Del 1 av studien:

Studieinformasjon vil bli gitt til foreldre og fotballspillere (studiedeltakere) av Dr. Moncure og Dr. Huang ved det lokale fotballakademiet til vanlig tid. Dette vil være en engangsøkt på ca 1 time, avhengig av spørsmål.

Studieinformasjonen fra etterforskerne vil også bli tatt opp på video for å sikre at alle foreldre og fotballspillere får samme informasjon selv om de ikke er til stede på møtet.

Alle spillere vil få mulighet til å delta basert på inkluderings- og eksklusjonskriterier.

Informert samtykke og samtykke vil bli gjennomgått med deltakere og foreldre av Dr. Moncure ved det lokale fotballakademiet etter at foreldre og fotballspillere har blitt fullstendig informert om studien og deres deltakelseskrav. Alle deltakere og deres foreldre må delta på informasjonsøkten eller se studieinformasjonsvideoen før deltakelse. Alle studierelaterte spørsmål vil bli besvart av Dr. Moncure eller Dr. Huang. Fullføring av ICF og samtykke vil skje etter informasjonsøkten for studien og vil ta omtrent 30 minutter.

En treningsøkt vil bli holdt for å vise alle trenere fra lokale fotballakademier hvordan sensorene fungerer og hvordan sensorene er festet til spillerne. Senere skal trenerne sørge for at fotballspillerne bærer sensorene ordentlig hver gang under treningen. Denne treningsøkten vil ta ca. 30 minutter.

Når en deltaker er påmeldt, kan deltakeren begynne å bruke sensoren under trening eller fotball på Local soccer academy. Sensorer vil bli brukt over en periode på minst 4 uker når spillerne er på det lokale fotballakademiet. Deltakeren har fullført del 1 etter 4 uker. Hensikten med del 1 er å samle inn hodebevegelsesdata fra fotballspillere før trening for å unngå hjernerystelse.

Del 2 av studien:

Randomisering av deltakere vil skje. Deltakerne vil bli randomisert i 2 grupper - Opplært gruppe og kontrollgruppe.

Trenere vil bli vist hvordan de gjennomfører Virtual Reality (VR) treningsøkten. Trenere vil bli vist riktig plassering av hodestøtsensorsystemet for å måle deltakernes respons på trening.

Etter at del 1 av studien er gjennomført vil deltakerne randomiseres og deles inn i Opplært gruppe og Kontrollgruppe. Det vil bli vurdert å oppnå best mulig aldersmatch og kjønnsmatch i Trenet-gruppen og kontrollgruppen. Begge gruppene vil bli vist hvordan du bruker Virtual Reality-brillene. I løpet av en til to ukers VR-treningsperiode vil begge gruppene bruke VR-brillene. Den trente gruppen vil alltid ha den betingede stimulusen (CS, bilder av motstanderspillere som nærmer seg) og den ubetingede stimulansen (US, et stemmesignal for å stivne nakken av treneren) alltid levert med et konsistent timingforhold (f.eks. en forsinkelse på 250 msek. CS og USA), noe som forårsaker at den betingede responsen (avstivning av nakken) dukker opp. Kontrollgruppen vil også motta samme CS og samme USA, men CS og USA vil ikke ha noe konsekvent timingforhold, og vil derfor aldri føre til at noen CR dukker opp. Begge gruppene vil også bruke vårt smarte hodestøtsensorsystem for å måle responsen deres på trening. Et formål med denne ordningen er å gi en mulighet for en dobbeltblind analyse. Et annet formål vil være å sørge for en alders- og kjønnsmatchet kontrollgruppe for studien.

CR-trening vil bli gjennomført over en periode på ca. 10 dager med daglige 30-minutters økter (eller omtrent over en periode på en til to uker). Treningen innebærer bruk av VR-brillene og vårt smarte hode-impact sensorsystem (hodesensor og kroppssensor), på det lokale fotballakademiet på treningsområdet. Deltakeren vil motta virtuelle visuelle stimuli av vanlig fotballspill som CS. Deltakeren vil også motta en mildt sagt ubehagelig auditiv stimuli (som de fra en coach) som US. Treningen vil foregå i det lokale fotballakademiets treningsrom, med kun de randomiserte deltakerne og deres trenere til stede.

Kontrollgruppen vil også delta i VR-trening, men vil ikke vite at de er i kontrollgruppen. Alle data vil bli lagret i programvaren som følger med sensorene og VR-brillene.

Når CR-treningen er fullført, vil alle deltakerne igjen bruke våre smarte sensorer når de spiller fotball på det lokale fotballakademiet i ytterligere 4 uker.

Skjemaer for informert samtykke og samtykke vil fylles ut personlig, originale kopier vil bli samlet inn og forbli hos etterforskerne, en kopi av begge vil bli gitt til deltakerne.

Alle andre data vil bli samlet inn elektronisk. Sensorer sender data direkte til forsker (Chi-Ming Huang).